Evrende en yaygın parçacıklar arasında yer alan nötrinolar ve onların karşıtları olan antinötrinolar, maddelerle neredeyse hiç etkileşime girmemeleri nedeniyle “hayalet parçacık” olarak adlandırılıyor. Yüksüz ve son derece düşük kütleye sahip olmaları, bu parçacıkların doğrudan tespit edilmesini oldukça güç hale getiriyor.
Nükleer reaktörlerde gerçekleşen radyoaktif süreçler sırasında yoğun şekilde ortaya çıkan düşük enerjili nötrinoları gözlemlemek ise uzun yıllardır ileri teknoloji ve yüksek maliyetli deney düzenekleri gerektiriyordu.
Geleneksel olarak, bu parçacıkları yakalayabilmek için ışık üreten özel kimyasal sıvılarla doldurulmuş büyük detektör tankları kullanılırken, son araştırmaların saf suyun da benzer hassasiyette ölçüm yapabilme potansiyeline sahip olduğunu ortaya koyduğu belirtildi.
Saf suyla antinötrino tespiti başarıldı
Yerin 2 kilometre altındaki kaya katmanlarının arkasına gizlenen ve kozmik ışınların gürültüsünden korunan SNO+ Laboratuvarı, bu tarihi keşfe ev sahipliği yaptı.
Tesisin kalibrasyon çalışmaları sırasında içi tamamen saf suyla doldurulan 780 tonluk küresel tank, uzak bir reaktörden gelen antinötrinoların su molekülleriyle çarpışması sonucu yayılan çok zayıf bir ışımayı yakaladı.
Normal şartlarda su dedektörlerinin algılamakta zorlandığı düşük enerji seviyesindeki bu sinyaller, laboratuvarın olağanüstü yalıtımı ve hassasiyeti sayesinde yüzde 99,7 gibi çok yüksek bir kesinlik oranıyla kaydedildi.
Nükleer güvenlikte yeni bir dönem başlıyor
Saf suyun bu tür hassas ölçümlerde kullanılabilmesi, gelecekte nükleer reaktörlerin üretim kapasitelerini ve faaliyetlerini çok uzak mesafelerden, tamamen zararsız ve ekonomik bir şekilde denetleme potansiyeli taşıyor.
Bilim insanları, 190 günlük veri yığınından bu nadir sinyalleri çıkarabilmek için büyük bir çaba sarf ettiklerini ve elde edilen sonucun nükleer izleme teknolojileri açısından heyecan verici bir dönüm noktası olduğunu belirtiyor.
Güneş’ten gelen sinyaller de mercek altında
Söz konusu dedektör, su aşamasının ardından ışığı artıran sıvı sintilatör fazına geçerek daha hassas ölçümlere imza atmaya devam etti.
Oxford Üniversitesi liderliğindeki bir araştırma ekibi, aynı yeraltı laboratuvarını kullanarak Güneş'ten gelen nötrinoların karbon atomları üzerindeki etkilerini gözlemlemeyi başardı.
Dakikalar arayla gerçekleşen iki küçük ışık parlamasını takip eden uzmanlar, tarihin en düşük enerjili nötrino etkileşimlerinden birini kayıt altına aldı.
Bilim dünyası, bu gizemli parçacıkların doğasını tamamen çözmek ve evrenin oluşumuna dair derin sorulara yanıt bulabilmek için yeraltındaki bu hassas nöbeti sürdürüyor.
